模块2　混合动力汽车初探

项目1　混合动力汽车的分类

2.1.1　混合动力技术定义

Hybrid表示混合动力系统或混合动力技术。Hybrid一词来源于拉丁语“Hybrida”，含义指交叉或混合的事物。在技术上，Hybrid是指一套将两种互不相同的技术融合在一起的系统。当它应用于驱动方案时，Hybrid一词则被用于两种场合：双燃料驱动（在后文提到，参见本模块项目3油气混合车型）和混合动力技术。混合动力车型一般在车身上会标识“HYBRID”表明其身份。

混合动力指两种不同的动力系统的组合，它们以不同的工作原理工作。目前大家对混合动力技术的理解是一个发动机和一个电动机的组合。电动机可以用作产生电能的发电机、驱动车辆的电动机或发动机的起动机。其组成形式如图2-1所示。

2.1.2　根据混动程度分类

根据混动程度不同，混合动力系统可以分为以下三类。

（1）微混合动力系统

在这种动力方案中，电气组件（起动机/发电机）仅用于启动、停止功能。在制动时，部分动能可以转化为电能以重新利用（能量再生）。车辆无法通过纯电力驱动行驶。因发动机需要频繁启动，故对12V玻璃纤维蓄电池进行了升级改造。微混合动力系统组成形式如图2-2所示。

（2）中度混合动力系统

电力驱动用来辅助发动机驱动车辆。车辆无法通过纯电力驱动行驶。利用中度混合动力系统可以在制动时回收更多的动能，并以电能的形式储存在高压蓄电池中。高压蓄电池及电气组件的额定电压和额定功率更高。由于电动机的辅助，发动机可以在最佳的效率范围内启动。这被称为负载点推移。中度混合动力系统组成形式如图2-3所示。

（3）全混合动力系统

这种系统将功率更强的电动机和发动机相结合，可以实现纯电力驱动。一旦达到规定条件，电动机即可辅助发动机的运行。低速行驶时，完全由电力驱动。发动机具备启动、停止功能。回收的制动能量可为高压蓄电池充电。发动机和电动机之间的离合器可以断开这两个系统之间的连接。发动机仅在需要时介入。该种混合动力系统组成形式如图2-4所示。

2.1.3　根据混动模式分类

根据混合动力驱动模式，混合动力系统又可以分为以下四类。

（1）串联式混合动力系统

串联式混合动力系统由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联方式组成串联式混合动力汽车动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。该种驱动结构组成形式如图2-5所示。

（2）并联式混合动力系统

并联式设计的特点是结构简单。这种技术通常用于对已有车辆进行“混合动力化”。发动机、电动机和变速箱安装于一根轴上。并联式混合动力系统通常配有一台电机。发动机和电动机各自输出功率的总和等于总输出功率。这种方案可以保留车辆上大部分的原有零部件。在四轮驱动车辆的并联混合动力设计中，四个车轮的驱动力由托森差速器和分动器传送。该种混动模式组成形式如图2-6所示。

（3）混联式混合动力系统

混联式混合动力系统除配有发动机外，还配有一台电动机，二者均安装于前桥上。

驱动力由发动机和电动机共同提供，通过行星齿轮组传递给变速箱。与并联式混合动力系统设计不同，两种形式的动力输出并不能全部传递给车轮。其中一部分动力输出用于驱动车辆，而另一部分则以电能的形式储存在高压蓄电池中。这种混动模式组成形式如图2-7所示。

（4）混串联式混合动力系统

混串联式混合动力系统是串联与混联两种混合动力系统的结合。车辆拥有一台发动机和两台电动机。发动机和电动机1安装于前桥上，电动机2则安装于后桥上。

这种方案适用于四轮驱动车辆。发动机和电动机1通过行星齿轮组连接至车辆变速箱。同样，在这种情况下，各动力源输出的动力并不全部传递给车轮。后桥上的电动机2会在需要时启动。由于这样的设计，高压蓄电池安装在车辆前、后桥之间。这种混动模式的组成形式如图2-8所示。